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玻璃封接 加热直接熔封法

发布时间:2016/6/8

通过局部或小范围加热玻璃,使受热处的玻璃达到软化熔融状态,从而使玻璃获得气密封接 的方法称为加热直接熔封。

由于玻璃的热导率小,可以采用局部或小范围内的加热方法,使受热处的玻璃达到软化的熔 融状态,此时便可以在玻璃之间进行封接。

玻璃与玻璃熔封处的可靠性和牢固性取决于它们的热膨胀系数,如果相互熔封的玻璃的热膨 胀系数相同或是差别很小,它们可以直接熔封。严格地说,不但要求相互熔封玻璃的平均热膨胀 系数相近,而且要求从室温到玻璃退火温度上限的整个温度范围内,相互熔封玻璃的热膨胀系数 应尽可能一致。一般认为,只要两者的热膨胀系数在整个工作温度范围内相差不超过10%,则 就可将封接应力控制在安全范围之内,熔封处不会炸裂。

(1)熔封加热方法玻璃与玻璃的熔封按其加热方法不同分为火焰加热玻璃熔封、高频感应 加热熔封和火焰-电场综合加热熔封。按封口方式的不同,可分落料式、对接式和屏锥式三种类型。 加热方式和封口方式不同,但其工艺过程是相同的,一般都经历预热、熔封及退火三个过程。

①火焰加热玻璃熔封采用可燃气体(煤气等)-空气(或氧气)火焰来加热玻璃,完成玻 璃间的熔封。

②高频感应加热熔封利用高频电场感应加热使芯柱和玻管熔封称为高频熔封,在荧光灯 对接式封口中常采用这种熔封手段。玻璃是电介质,在高频电场下不能受热熔融,因此,通常采 用石墨作为中间加热体,使玻管和芯柱喇叭加热熔封。石墨在高频电场作用下因较大的感应电流 而迅速发热,高温下不会与玻璃黏结在一起,加工方便,成本又低廉,故常用由石墨制成的模具 作为高频熔封的中间加热体。熔封时,高频加热石墨模,使石墨模发热。从石墨模来的热量使玻 璃软化,玻管因自身的重量而往下压,最终和喇叭熔封在一起,熔封处的形状主要取决于石墨模 的形状和尺寸。

③火焰-电场综合加热熔封在某些器件的屏锥式封口中,采用一种所谓火焰-电场熔封工艺 (简称电封)。首先,用火焰预热控制在一定间距的屏和锥体。随着加热的进程,加热火焰由软变

硬,屏逐渐向锥移动。当屏和锥体的封接面被加热到软化状态时,在封接面上施加以高压(约 10kV),使封接面上已软化玻璃中的离子导电,通过离子的运动,玻璃熔融得更为均匀,这就使 封接质量获得提高。当施加高压并通电加热封接面使封接面完全熔融时,屏再向锥体移动,然后 再退回来。与此同时,火头和一对石墨电极也随着屏的移动而移动,使封接处形状平坦、封接

可靠。

(2) 直接熔封的工艺要求

①尺寸规范需要封接的半成品尺寸应在规定范围内,封接面的厚度要均一,封接面的平坦 度要在规定范围内。

②外观要求需要封接的半成品在封接线附近不能有内、外伤痕,否则在封接时易炸裂;封 接线的附近不能有内脏污、外脏污、异物附着,否则在封接时会发生气泡。

③气体使用气体的压力、煤气的成分、热值等变化要在规定值内,这是精密加工必须具备的条件。

④防风如在火头部位有风吹入,热加工将受到影响,使加工不良。

⑤防尘在火头周围浮游灰尘多时,易附着在制品的热加工处,产生诱发气泡。

(3) 屏、锥电封接工艺

①显像管玻璃由于显像管玻璃壳的形状复杂,公差尺寸要求比较严格,阳极电压比一般 电子管高,一般黑白显像管为9〜16kV,彩色显像管为24〜41kV。所以,对制造显像管玻壳用 玻璃,无论是在光、电、热和力学性能方面,还是在工艺性能方面的要求都要高出一般电子管玻 璃,必须采用精湛的工艺研制。

显像管玻璃有两种,即黑白显像管玻璃和彩色显像管玻璃。显像管玻璃分为管屏、管锥和管 颈玻璃,通常屏、锥、颈玻璃分别采用不同的组成。黑白显像管的屏和锥的封接,管颈封接可采 用直接熔封的方法。

a. 黑白显像管玻璃。黑白显像管玻璃有颈管用玻璃、屏和锥玻璃。前者要求较低,一般可采 用含?1^0 30%的高铅玻璃即08-404。但对于屏和锥玻璃要求较高,它必须满足:绝缘性能好, 化学性能稳定,机械强度高,热稳定性优良;熔制温度低,软化温度和转变温度也低,这样利于 玻壳加工整形和提高成品率;价格低廉,没有公害。

目前世界各国多采用含钡、锂成分的玻璃,一般含有BaO 12%,Li2()<l%。表16-5、表

彩色显像管玻璃。对于彩色显像管玻璃,主要工作在25kV以上的高压条件下,尤其对 屏、锥玻璃提出更高的要求。在彩色显像管玻璃生产中,尤其是在屏、锥部玻璃连接加工中,所 需加热温度很高,同时还要求不许有任何微小变形,所以,就要求这部分玻璃具有很高的软化温 度,才能防止热变形。

②封接对屏、锥的质量要求在屏、锥封接前,必须保证屏、锥质量。

a. 屏和锥玻璃的膨胀系数要匹配;

b. 屏和锥的玻璃质量要高,气泡、结石、条纹等玻璃缺陷要严格按规定检验;

c. 保证屏和锥的外形尺寸的准确,尤其是封接面要完全吻合;

d. 严格控制成形或研磨等工序造成的小炸、划伤等缺陷。

③封接工艺用煤气火焰将屏、锥封接面逐渐加热到软化状态后,进行电熔封。玻璃在软 化状态下加以高电压产生离子导电,离子运动使玻璃熔化得更加均匀,提高封接质量。在火焰和 电极加热的过程中,要保持火头与封接处的等距离,这样可以保证屏、锥封接面各有3mm左右 宽的均勻良好的熔融区,否则封接面局部玻璃会“烧流”。当屏、锥预热时,屏、锥间距为 5mm,在加热的过程中,屏向锥移动两次,每次移动1mm,此时屏、锥间距为3mm。当接通高 压电加热封接面使之完全熔融时,屏再向锥移动5mm,然后再退2mm。同时火头也随着屏的移 动而移动,使封接完善,形状平坦。

管颈封接的工艺与屏、锥封接的工艺基本相同。

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